美国研发出新材料:可在流体与固体状态间自由切换
1月23日消息,据报道,美国加州理工学院 Chiara Daraio实验室的研究人员发现了一种新型材料,这种材料在应力作用下表现出独特的性质,能够在某些条件下像流体一样流动,而在其他条件下则像固体一样稳定。
这种创新材料被命名为“多链架构材料”(Polycatenated ArchitectedMaterials,简称PAMs),它巧妙地融合了流体的灵活性与固体的稳定性,预示着在防护装备、生物医学装置及机器人技术等多个高科技领域拥有广阔的应用前景。
加州理工学院的研究团队通过计算机建模设计了PAMs(多链架构材料),模拟了晶体物质的晶格结构。与传统晶体不同,PAMs由相互缠绕的环或笼状结构组成,使其内部元素之间能够发生动态相互作用。研究团队利用3D打印技术,使用丙烯酸聚合物和金属等材料制作小型原型,并进行多种应力测试。
实验表明,PAMs能够在流体和固体状态之间切换。在剪切应力下,PAMs表现得像水一样“零阻力”,而在压缩下则变得刚性,表现出固体特性。Daraio教授表示,PAMs结合了固体和颗粒材料的特性,能够根据形状和晶格连接方式的变化调整性能。
PAMs的研究填补了颗粒材料与弹性可变形材料之间的空白,可能重新定义材料分类。其独特的能量吸收特性使其在防护装备和包装材料中具有潜力。微观研究显示,PAMs还能对电荷和物理力作出反应,可能应用于生物医学设备和软体机器人。研究已发表于科学杂志。